饲料中不同蛋白源对中间球海胆生长、消化酶活力、性腺指数及氨基酸组成的影响

■ 左然涛 李 广 吴反修 张丛尧 李世顺 李 敏 吕德亮 常亚青

(1.大连海洋大学农业部北方海水增养殖重点实验室，辽宁大连116023；2.全国水产技术推广总站中国水产学会，北京100125)

中间球海胆（Strongylocentrotus intermedius）原产于日本北海道和俄罗斯远东沿海，由于其性腺色泽好、味甜，在国际市场广受欢迎。1989年，大连海洋大学将其引入中国，现已成为我国北方重要的海水养殖品种[1]。海带、裙带菜、石莼是海胆养殖的主要饵料来源。但是，鲜活生物饵料供应极不稳定，尤其是每年夏季高温季节，只能以干品替代，且高温期极易腐烂变质，这严重降低了海胆的成活率、摄食量和生长速率[2]。配合饲料因其原料来源广泛、营养搭配均衡、饲料利用率高成为海胆养殖产业获得突破性发展的关键。目前，配合饲料在北方球海胆（S.droebachiensis）[3-5]、加州红海胆（S.franciscanus）[6]、Evechinus chloroticus[7]和中间球海胆（S.intermedius）[8-9]亲胆中已有报道，结果表明配合饲料在降低饵料系数，提高海胆性腺指数和营养品质方面具有生物饵料无可比拟的优势。

目前，蛋白源种类多样，比如鱼粉、豆粕、菜粕、棉粕等传统蛋白源，还有新型蛋白源，如血粉、羽毛粉、蝇蛆粉、昆虫粉、玉米酒糟粕（DDGS）等[10-11]。水产动物对不同蛋白源的偏好性不同，也与动物的食性、生长环境和生长阶段有关。一般而言，海水鱼类饲料蛋白源以鱼粉为主，淡水鱼类对植物蛋白的利用率较高，棘皮动物主要以藻粉为主，如刺参饲料中含有大量的鼠尾藻和马尾藻。王吉桥等[12]比较了玉米蛋白、大豆蛋白、鱼粉、虾粉和豆粕5种不同蛋白源对刺参幼参生长的影响，结果发现特定生长率依次为鱼粉组＞虾粉组＞玉米蛋白组＞大豆蛋白组＞豆粕组，摄食玉米蛋白的刺参对蛋白的消化率最高，摄食豆粕的仿刺参对脂肪的消化率最高，而摄食鱼粉的刺参对蛋白和脂肪的消化率均最低。但是，有关海胆饲料中适宜蛋白源的研究至今未见报道。因此，本研究通过配制四种等氮等脂的饲料，探讨饲料中不同蛋白源对海胆生长、消化酶活力、性腺指数和氨基酸组成的影响。

1 材料方法

1.1 试验饲料

试验共配制4种等氮等脂的配合饲料。四种饲料的蛋白源分别为鱼粉-海带、豆粕-海带、鱼粉-豆粕-海带、鱼粉-豆粕-脱胶海带，饲料配方及营养成分见表1。所有饲料原料过80目筛，每种饲料的干粉物质先混合均匀，之后将豆油均匀搓至上述干粉原料中。最后，加入总质量的25%的水形成面团。利用自动制粒机制作饲料，40℃恒温烘干12 h，然后冷却至室温，用双层塑料袋包装后储存于-20℃冰箱中待用。

表1 饲料配方和营养成分(% 饲料干物质)

1.2 摄食生长试验

摄食生长试验在农业部北方海水增养殖重点实验室进行。海胆从旅顺养殖场购买，初始重量约为(0.75±0.02)g。在摄食生长试验之前，将所有海胆散养在1 t的水槽中，每天换水投饵使其适应饵料和养殖环境。2周之后将海胆均匀分配至12个网笼(20 cm×30 cm×50 cm)中，每个网笼20只海胆。每种饲料随机投喂三个网笼的海胆，摄食生长试验共进行90 d。试验期间，水温8～14℃，盐度30‰，溶氧大于7 mg/l。

表2 饲料的氨基酸组成

1.3 取样

试验结束后，每个网笼海胆进行计数并称量，另取10只海胆，解剖测定性腺指数，并将性腺收集，液氮速冻后保存于-80℃冰箱中待测。

1.4 消化酶活力测定

消化酶活力采用南京建成试剂盒进行测定，测定步骤见说明书。

1.5 营养成分分析

样品营养成分分析由科标技术（青岛）测定。蛋白质测定采用凯式定氮法，脂肪测定采用索式抽提法。氨基酸测定利用ThermoFisher U3000液相色谱仪进行测定。取一定量的样品于20 ml的水解管中，加入16 ml 6 mol/l的盐酸溶液，真空脱气30 min，充氮封管，在110℃下水解22～24 h，取出，冷却后打开水解管，用去离子水无损转移到50 ml容量瓶中定容。准确取1 ml水解液于小瓶中，真空脱酸抽干，加1 ml水再抽干，再加1 ml水抽干备用。准确加入1 ml 0.02 mol/l的盐酸溶液，充分溶解。精密量取上述溶液500 μl，置于5 ml塑料离心管中，精密加入1 mol/l三乙胺乙腈溶液 250 μl，混匀，精密加入 0.1 mol/l异硫氰酸苯酯乙腈溶液25 μl，混匀后室温放置1 h，加2 ml正己烷，剧烈振摇，放置10 min，取下层溶液用0.22 μm的水相膜过滤后上机分析。氨基酸含量表示为g/kg的形式。

1.6 统计分析

试验数据采用SPSS16.0软件进行统计分析，在单因素方差分析达到显著水平时（P＜0.05），采用Tukey检验进行多重比较，数据表示为“平均值±标准误”的形式。

2 结果

2.1 饲料中不同蛋白源对中间球海胆存活、生长和性腺指数的影响（见表3）

表3 饲料中不同蛋白源对海胆存活、生长和性腺指数的影响

由表3可见，各处理组海胆成活率均为100%，表明整个养殖过程比较成功。海胆增重率在鱼粉-海带组最高（410.96%），显著高于豆粕-海带组（297.26%）、鱼粉-豆粕-海带组（308.68%）和鱼粉-豆粕-脱胶海带组（333.56%）（P＜0.05）。但是，海胆生长性能在豆粕-海带组、鱼粉-豆粕-海带组和鱼粉-豆粕-脱胶海带组之间差异不显著（P＞0.05）。

各饲料组海胆性腺指数与生长性能表现出较为一致的变化趋势。其中，鱼粉-海带组性腺指数最高（16.13%），显著高于鱼粉-豆粕-海带组（11.35%）（P＜0.05），但是与豆粕-海带组（13.77%）和鱼粉-豆粕-脱胶海带组（13.75%）差异不显著（P＞0.05）。

2.2 饲料中不同蛋白源对中间球海胆消化酶活力的影响（见表4）

表4 饲料中不同蛋白源对海胆消化酶活力的影响

各处理组海胆蛋白酶活力为0.14～0.28 U/mg prot，脂肪酶活力为1.64～2.85 U/mg prot，淀粉酶活力为3.73～5.49 U/mg prot，其中鱼粉-海带处理组具有最高的蛋白酶、脂肪酶活力和淀粉酶活力，但饲料中不同蛋白源并未对海胆消化酶活力产生显著性影响（P＞0.05）。

2.3 饲料中不同蛋白源对中间球海胆性腺氨基酸组成的影响（见表5）

表5 饲料中不同蛋白源对海胆性腺氨基酸含量的影响

由表5可见，不同蛋白源对海胆性腺氨基酸组成的影响差异显著。其中，鱼粉-海带组和鱼粉-豆粕-脱胶海带组海胆性腺中总必需氨基酸（∑EAA）含量最高，显著高于鱼粉-豆粕-海带组（P＜0.05），但与豆粕-海带处理组差异不显著（P＞0.05）。海胆性腺总非必需氨基酸（∑NEAA）在各处理组之间差异不显著（P＞0.05）。总必需氨基酸/总非必需氨基酸（∑EAA/∑NEAA）在鱼粉-豆粕-脱胶海带处理组具有最高值(0.57 g/kg)，显著高于鱼粉-豆粕-海带处理组(0.44 g/kg)（P＜0.05），但与豆粕-海带组（0.47 g/kg）和鱼粉-海带组（0.51 g/kg）之间差异不显著（P＞0.05）。

海胆性腺中赖氨酸含量在鱼粉-海带组最高（6.70 g/kg），但与其它三个处理组之间差异不显著（P＞0.05）。海胆性腺中蛋氨酸含量在鱼粉-海带组最高（2.28 g/kg），显著高于豆粕-海带组（1.70 g/kg）（P＜0.05），但与鱼粉-豆粕-脱胶海带组（2.12 g/kg）和鱼粉-豆粕-海带处理组（1.86 g/kg）之间差异不显著（P＞0.05）。缬氨酸在鱼粉-豆粕-海带粉处理组具有最小值（4.22 g/kg），显著低于鱼粉-海带组（5.65 g/kg）和鱼粉-豆粕-脱胶海带组（5.80 g/kg）（P＜0.05），但与豆粕-海带组（4.63 g/kg）差异不显著（P＞0.05）。海胆性腺中异亮氨酸、苯丙氨酸和亮氨酸的沉积量在各处理中间的分布规律与缬氨酸类似，均在鱼粉-豆粕-海带处理组具有最小值，除亮氨酸外均显著低于鱼粉-海带组和鱼粉-豆粕-脱胶海带组（P＜0.05），但与豆粕-海带组均无显著性差异（P＞0.05）。

3 讨论

海胆是一种重要的经济棘皮动物，其性腺因营养丰富、色泽艳丽且富含多种人体必需的脂肪酸和氨基酸而受到广大消费者的喜爱。蛋白源是配合饲料中最为昂贵的部分，水产饲料中主要蛋白源有鱼粉、豆粕、花生粕、棉粕和菜粕。考虑到海胆较低的消化酶活力和较高的经济价值，本研究未比较花生粕、棉粕和菜粕等较为低廉的蛋白源，而且此类蛋白源一般来说具有较高的抗营养成分如棉酚、植酸、β-伴大豆球蛋白，上述抗营养因子会降低饲料的营养价值，影响动物消化酶活力，甚至引起肠道炎症，从而极大地危害动物的健康[13]。

本研究发现，无论在促生长性能还是促性腺发育方面鱼粉均具有优于豆粕的性能，这与王吉桥等[12]在刺参幼参上的研究结果一致，该研究发现，幼参特定生长率依次为鱼粉组＞虾粉组＞玉米蛋白组＞大豆蛋白组＞豆粕组。本研究发现，鱼粉-海带组海胆消化酶（蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶）活力均高于其它蛋白源处理组，这可能是该处理组海胆具有最大生长速率的原因。海胆的天然饵料为海带和裙带菜，在养殖实践中也发现，单独投喂海带和裙带菜的海胆性腺发育迟缓，而在投喂海带的同时适量添加贻贝肉能够大大提高海胆的性腺发育速率和性腺指数，这可能与贻贝肉较高的蛋白含量、丰富的必需脂肪酸（EPA、DHA和ARA）和一定含量的类胡萝卜素有关[14]。另一方面，这可能与鱼粉中较高含量的必需氨基酸（赖氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、组氨酸和与异亮氨酸）有关[13]。此外，通过测定海胆性腺氨基酸含量发现，中间球海胆性腺中上述必需氨基酸累积量在生长和性腺发育最差的处理组（鱼粉-豆粕-海带）均具有最低值。上述结果与之前很多研究类似，即必需氨基酸含量在一定程度上与动物生长速率呈显著正相关关系[15]。

脱胶海带是海带经过碱处理，提取了褐藻胶、碘、甘露醇等成分后制得，其中的蛋白质含量和膳食纤维含量均高于鲜海带，且脱胶海带中蛋白质所含必需氨基酸水平相对较高。本研究中，与海带相比，脱胶海带在促生长和促性腺发育方面效果较好。这与李旭[16]的研究结果相似，该研究发现海带在刺参养殖中并未发现很好的效果，推测可能是由于刺参肠道内褐藻酸酶活力水平较低而不能完全消化吸收富含褐藻酸的海带粉中的营养所致。但是，也有研究发现海带胶对于增加仔鸡生长和提高肉质方面具有显著地效果[17]。

4 结论

海胆生长和性腺发育最适宜的蛋白源是鱼粉-海带组合，而鱼粉-豆粕-海带较差。与海带相比，脱胶海带在促生长和促性腺发育方面较好，这可能与海带胶的缺失提高了海胆的消化率有关。